异步&等待简单的解释

简单的类比

一个人可能会等早班火车。这就是他们所做的一切，因为这是他们目前正在执行的主要任务。(同步编程(你通常做的事情!))

另一些人可能在等早班火车的时候，抽着烟，喝着咖啡。(异步编程)

什么是异步编程?

异步编程是指程序员选择在与主线程执行分开的线程上运行一些代码，然后在执行完成时通知主线程。

async关键字实际上做什么?

在方法名前加上async关键字，例如

async void DoSomething(){ . . .

允许程序员在调用异步任务时使用await关键字。这就是它所做的。

为什么这很重要?

在许多软件系统中，主线程专门用于与用户界面相关的操作。如果我正在运行一个非常复杂的递归算法，需要5秒才能在我的计算机上完成，但我在主线程(UI线程)上运行这个，当用户试图单击我的应用程序上的任何东西时，它将出现冻结，因为我的主线程已经排队，目前正在处理太多的操作。因此，主线程无法处理从鼠标点击到从按钮点击运行的方法。

什么时候使用Async和Await?

在不涉及用户界面的情况下，最好使用异步关键字。

假设你正在编写一个程序，允许用户在手机上画草图，但是每隔5秒它就会在互联网上查看天气。

我们应该等待呼叫，轮询每5秒呼叫一次网络以获取天气，因为应用程序的用户需要保持与移动触摸屏的交互以绘制漂亮的图片。

如何使用Async和Await

从上面的例子，下面是一些如何编写它的伪代码:

    //ASYNCHRONOUS
    //this is called using the await keyword every 5 seconds from a polling timer or something.

    async Task CheckWeather()
    {
        var weather = await GetWeather();
        //do something with the weather now you have it
    }

    async Task<WeatherResult> GetWeather()
    {

        var weatherJson = await CallToNetworkAddressToGetWeather();
        return deserializeJson<weatherJson>(weatherJson);
    }

    //SYNCHRONOUS
    //This method is called whenever the screen is pressed
    void ScreenPressed()
    {
        DrawSketchOnScreen();
    }

附加说明-更新

我忘了在我最初的笔记中提到，在c#中，你只能等待被包裹在任务中的方法。例如，你可以等待这个方法:

// awaiting this will return a string.
// calling this without await (synchronously) will result in a Task<string> object.
async Task<string> FetchHelloWorld() {..

你不能等待不是任务的方法，像这样:

async string FetchHelloWorld() {..

请随意查看Task类的源代码。

为了最快的学习..

理解方法执行流程(用图表):3分钟 问题自省(为了学习):1分钟 快速浏览语法糖:5分钟 分享开发人员的困惑:5分钟 问题:快速将正常代码的实际实现更改为 异步代码:2分钟 下一步何去何从?

理解方法执行流程(用图表):3分钟

在这张图中，只关注#6(没有其他)

在第6步，执行工作耗尽并停止。要继续，它需要getStringTask(一种函数)的结果。因此，它使用await操作符来暂停进程，并将控制权交还给调用者(我们所在的方法)。对getStringTask的实际调用是在#2前面进行的。在#2中，承诺返回一个字符串结果。但是它什么时候会返回结果呢?我们应该(#1:AccessTheWebAsync)再次进行第二次调用吗?谁得到结果，#2(调用语句)还是#6(等待语句)?

AccessTheWebAsync()的外部调用者现在也在等待。调用者等待AccessTheWebAsync，而AccessTheWebAsync正在等待GetStringAsync。有趣的是AccessTheWebAsync在等待之前做了一些工作(#4)，可能是为了节省等待的时间。同样的多任务自由也适用于外部调用者(以及链中的所有调用者)，这是这个“异步”东西的最大优点!你觉得这是同步的，或者是正常的，但事实并非如此。

#2和#6被分开了，所以我们有#4的优势(边等待边工作)。但我们也可以不分裂。因此，#2将是:string urlContents = await client.GetStringAsync("…");这里我们没有看到任何优势，但在链的某个地方，一个函数将被分裂，而其他函数将调用它而不分裂。这取决于你使用链中的哪个函数/类。从一个函数到另一个函数的行为变化是本主题中最令人困惑的部分。

记住，该方法已经返回(#2)，它不能再次返回(没有第二次)。那么，调用者如何知道呢?这都是关于任务!任务返回。等待任务状态(不是方法，不是值)。值将在任务中设置。任务状态将被设置为完成。调用者只监视任务(#6)。所以6#是在哪里/谁得到结果的答案。进一步阅读请点击这里。

为学习而反思问题:1分钟

让我们稍微调整一下这个问题:

如何以及何时使用async和await任务?

因为学习任务自动涵盖了其他两个(并回答了你的问题)。

整个想法非常简单。方法可以返回任何数据类型(double, int, object等)，但在这里我们只是拒绝这一点，并强制返回一个'Task'对象!但我们仍然需要返回的数据(除了void)，对吗?这将在'Task'对象中的标准属性中设置，例如:'Result'属性。

快速浏览语法糖:5分钟

原始的非异步方法

int方法(int arg0, int arg1) ｛ Int result = arg0 + arg1; IO ();//执行一些长时间运行的IO。 返回结果; ｝

一个全新的Task-ified方法来调用上面的方法

内部静态任务<int> MethodTask(int arg0, int arg1) ｛ Task<int> Task = new Task<int>(() => Method(arg0, arg1)); task.Start ();// Hot task(已启动的任务)应该总是返回。 返回任务; ｝

我们提到await或async了吗?不。调用上面的方法，就可以得到一个可以监视的任务。您已经知道任务返回(或包含)什么。一个整数。

调用Task有点棘手，这是关键字开始出现的时候。如果有一个方法调用原始方法(非异步)，那么我们需要按照下面所示编辑它。让我们调用MethodTask()

内部静态异步任务<int> MethodAsync(int arg0, int arg1) ｛ int result = await HelperMethods。MethodTask (arg0, __arg1); 返回结果; ｝

与上图相同的代码:

我们正在“等待”完成任务。因此使用await(强制语法) 因为使用了await，所以必须使用async(强制语法) 以Async为前缀的MethodAsync(编码标准)

await很容易理解，但其余两个(async, async)可能不是:)。好吧，这对编译器来说应该更有意义。进一步阅读请点击这里

所以有两个部分。

创建“任务”(只有一个任务，它将是一个额外的方法) 创建使用await+async调用任务的语法糖(如果要转换非异步方法，则需要更改现有代码)

记住，我们有一个外部调用AccessTheWebAsync()和调用者也没有幸免…也就是说，它也需要相同的await+async。这个链条还在继续(因此这是一个突破性的变化，可能会影响许多职业)。它也可以被认为是一个非破坏性的更改，因为原始方法仍然在那里等待调用。如果您想进行破坏性更改，则更改它的访问权限(或删除并将其移动到任务中)，然后类将被迫使用task -method。无论如何，在异步调用中，总是在一端有一个任务，而且只有一个。

一切都好，但是有一个开发人员对Task感到惊讶 失踪……

分享开发人员的困惑:5分钟

开发人员犯了一个错误，没有实现Task，但它仍然可以工作!试着理解问题和这里提供的公认答案。希望你已经阅读并完全理解。总的来说，我们可能没有看到/实现“Task”，但它在父类/关联类的某个地方实现了。同样，在我们的例子中，调用一个已经构建的MethodAsync()要比自己用Task(MethodTask())实现该方法容易得多。大多数开发人员发现在将代码转换为异步代码时很难理解任务。

提示:尝试寻找一个现有的异步实现(如MethodAsync或ToListAsync)来外包这个困难。所以我们只需要处理Async和await(这很简单，非常类似于正常的代码)

问题:快速将正常代码的实际实现更改为 异步操作:2分钟

数据层中显示的代码行开始中断(许多地方)。因为我们从。net framework 4.2中更新了一些代码。*到。net核心。我们必须在1小时内修复整个应用程序!

var myContract = query.Where(c => c.ContractID == _contractID).First();

easypeasy !

我们安装了EntityFramework nuget包，因为它有QueryableExtensions。或者换句话说，它执行异步实现(任务)，所以我们可以在代码中使用简单的Async和等待。 namespace =微软。EntityFrameworkCore

呼叫代码行是这样改变的

var myContract = await query.Where(c => c.ContractID == _contractID).FirstAsync();

方法签名从

GetContract(int contractnumber)

to

async Task<Contract> GetContractAsync(int contractnumber)

调用方法也受到影响:GetContract(123456);GetContractAsync(123456).Result;

等等!结果是什么?好赶上!GetContractAsync只返回一个任务而不是我们想要的值(合约)。一旦操作的结果可用，它就会被存储，并在后续调用result属性时立即返回。 我们也可以用类似的'Wait()'来实现超时

TimeSpan ts = TimeSpan. frommilliseconds (150);

如果(!t.Wait (ts)) 控制台。WriteLine("超时间隔已过");

我们在30分钟内把它换遍了所有地方!

但是架构师告诉我们不要仅为此使用EntityFramework库!哦!戏剧!然后我们创建了一个自定义的Task实现。你知道怎么做。还容易!．．还咯咯大笑。

下一步何去何从? 我们可以观看一个关于在ASP中将同步调用转换为异步调用的视频。Net Core，也许这是读了这篇文章后人们会去的方向。或者我解释得够多了吗?；）

说实话，我仍然认为最好的解释是维基百科上关于未来和承诺的解释:http://en.wikipedia.org/wiki/Futures_and_promises

基本思想是，您拥有一个单独的异步执行任务的线程池。使用时。然而，对象承诺它将在某个时间执行操作，并在您请求时给您结果。这意味着当您请求结果并且还没有完成时，它将阻塞，否则将在线程池中执行。

从那里你可以优化事情:一些操作可以异步实现，你可以优化像文件IO和网络通信通过批处理后续请求和/或重新排序它们。我不确定这是否已经在微软的任务框架中-但如果不是，这将是我首先要添加的事情之一。

实际上，您可以在c# 4.0中实现这种未来模式。如果你想知道它到底是如何工作的，我可以推荐这个链接:http://code.google.com/p/fracture/source/browse/trunk/Squared/TaskLib/。但是，如果您自己开始使用它，您将注意到如果您想做所有很酷的事情，您确实需要语言支持——这正是微软所做的。

除了其他答案，还有await (c#参考)

更具体地说，在包含的例子中，它解释了您的情况

下面的Windows窗体示例说明了await在 异步方法，WaitAsynchronouslyAsync。对比一下它的行为 方法使用waitsynchrontically的行为。没有等待 应用到任务的操作符，waitsynchronize同步运行 尽管在定义中使用了async修饰符，并且调用了 线程。睡在它的身体里。

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // Call the method that runs asynchronously.
    string result = await WaitAsynchronouslyAsync();

    // Call the method that runs synchronously.
    //string result = await WaitSynchronously ();

    // Display the result.
    textBox1.Text += result;
}

// The following method runs asynchronously. The UI thread is not
// blocked during the delay. You can move or resize the Form1 window 
// while Task.Delay is running.
public async Task<string> WaitAsynchronouslyAsync()
{
    await Task.Delay(10000);
    return "Finished";
}

// The following method runs synchronously, despite the use of async.
// You cannot move or resize the Form1 window while Thread.Sleep
// is running because the UI thread is blocked.
public async Task<string> WaitSynchronously()
{
    // Add a using directive for System.Threading.
    Thread.Sleep(10000);
    return "Finished";
}

当使用async和await时，编译器在后台生成一个状态机。

下面是一个例子，我希望我能解释一些正在发生的高级细节:

public async Task MyMethodAsync()
{
    Task<int> longRunningTask = LongRunningOperationAsync();
    // independent work which doesn't need the result of LongRunningOperationAsync can be done here

    //and now we call await on the task 
    int result = await longRunningTask;
    //use the result 
    Console.WriteLine(result);
}

public async Task<int> LongRunningOperationAsync() // assume we return an int from this long running operation 
{
    await Task.Delay(1000); // 1 second delay
    return 1;
}

好的，这里发生了什么:

Task<int> longRunningTask = LongRunningOperationAsync();开始执行LongRunningOperation 独立的工作完成了，假设主线程(线程ID = 1)，然后等待longRunningTask到达。 现在，如果longRunningTask还没有完成，它仍在运行，MyMethodAsync()将返回到它的调用方法，因此主线程不会被阻塞。当longRunningTask完成时，来自ThreadPool的线程(可以是任何线程)将返回到MyMethodAsync()之前的上下文中并继续执行(在这种情况下将结果打印到控制台)。

第二种情况是longRunningTask已经完成执行，结果可用。当到达await longRunningTask时，我们已经有了结果，所以代码将继续在同一线程上执行。(在本例中将结果打印到控制台)。当然，对于上面的例子，情况并非如此，其中涉及到Task.Delay(1000)。

在一个简单的控制台程序中显示上述解释:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        TestAsyncAwaitMethods();
        Console.WriteLine("Press any key to exit...");
        Console.ReadLine();
    }

    public async static void TestAsyncAwaitMethods()
    {
        await LongRunningMethod();
    }

    public static async Task<int> LongRunningMethod()
    {
        Console.WriteLine("Starting Long Running method...");
        await Task.Delay(5000);
        Console.WriteLine("End Long Running method...");
        return 1;
    }
}

输出为:

Starting Long Running method...
Press any key to exit...
End Long Running method...

因此,

Main通过TestAsyncAwaitMethods启动长时间运行的方法。这立即返回，而不停止当前线程，我们立即看到'按任何键退出'消息 在此期间，LongRunningMethod一直在后台运行。一旦它完成，来自Threadpool的另一个线程拾取该上下文并显示最终消息

因此，没有线程被阻塞。